background image

 

113

исчисляется  от  двух  до  нескольких  десятков.  К  оставшимся  свободным  валентным 
диполям  атомов  С  в  цепи  начали  присоединяться  атомы  водорода  и  группы  СН, 
СН

2

,  СН

3

.  В  результате  получилась  зигзагообразная  молекула  так  называемого 

насыщенного  или  предельного  углеводорода  нормального  строения  под  названием 
парафин  или  алкан.  Заметим,  цепь  из  тетраэдрических  кристаллов  атомов  С  не 
является  прямой,  хотя  и  зигзагообразной  линией.  Эта  молекула  имеет 
«витиеватую»  линию:  полукруглую  и  полупрямую  форму  с  разными  координатами 
атомов С в трех измерениях. 

 

C

H

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

H

 

Рис. 20. Двумерное изображение цепочки парафина или алкана. 

В  некоторых  областях  взрывного  объема  для  полного  насыщения  некоторых 

атомов  С  цепочечной  молекулы  алкана  не  хватало  атомов  Н  и  появлялась  боковая 
связь  С-С.  Появившаяся  цепочка  могла  иметь  от  двух  до  десятка  атомов  С;  так 
образовались  алканы  разветвленного  строения.  В  нефти  известны  самые  различные 
изомеры алканов. 

В  составе  парафинов  встречаются  в  небольших  количествах (<10 %) 

карбоновые кислоты, имеющие кислотные карбоксильные группы: 

C

O

OH

 

Эти  группы  могли  появиться  в  результате  окисления  групп  –СН

3

,  но  не  под 

действием  кислорода  воздуха,  как  считают  некоторые  исследователи,  а  под 
действием  молекул  воды.  Хотя  парафины  с  водой  не  взаимодействуют,  но  нельзя 
исключить,  что  небольшое  количество  воды  могло  сохраниться  между  большим 
количеством 

молекул 

углеводородов. 

Формирование 

молекул 

парафинов 

происходило  при  достаточно  высоких  температурах  и  считаем,  что  воздушной 
атмосферы  там  не  должно  было  быть.  Механизм  окисления  метильных  групп, 
прикрепленных  к  молекулам  различной  геометрии,  под  действием  молекул  воды, 
будет подробно рассмотрен при обсуждении состава и строения нефтяных смол. 

Алканы  находятся  в  нефти  в  молекулярном  или  слабо  ассоциированном 

состоянии;  эта  ассоциация  объясняется  слабыми  гидридными  квадруполь-
квадрупольными связями между двумя контактирующими 

H

C

C

H

 

группами  соседних  молекул.  Энергия  этих  связей 4,2 кДж/моль=1ккал/моль, 
которые в 4-8 раз слабее энергии Н-связей в воде. 

Алканы:  имеют  самую  низкую  плотность  по  сравнению  с  другими 

углеводородами;  обладают  наибольшим  содержанием  водорода  в  молекуле;  имеют 
наименьшую  вязкость  по    сравнению  с  другими  углеводородами.  При  понижении 
температуры  в  нормальных  алканах  начинается  образование  упорядоченной 
геометрической  структуры  или,  как  принято  говорить, – кристаллизация.  Алканы 
водой не смачиваются и в воде не растворяются. 

Углеводороды,  входящие  в  состав  парафинов,  делятся  на  две  группы: 

парафины и церезины. 

Парафины 

характеризуются 

пластинчатой 

или 

ленточной 

структурой 

кристаллов - это  малоразветвленные  гомологи  метана  с  температурой  плавления 
50-70 

0

С, состава С

1 9

Н

4 0

3 5

Н

7 2

 и молекулярным весом 300-500.